内容正文:
金版教程 高考总复习首选用卷 化学(不定项)
第3讲 氧化还原反应
考点1 氧化还原反应基本概念
1.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及到氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
答案 C
2.亚硝酸(HNO2)及其钠盐参加反应时既可作氧化剂又可作还原剂。当它们作还原剂时,生成的含氮产物可能是( )
A.NO B.N2
C.NO2 D.NH3
答案 C
3.下列说法正确的是( )
A.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.得到电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
D.要实现Fe2+→Fe3+的转化,必须加入氧化剂
答案 D
4.Cl2是纺织工业常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O和Cl2反应的产物之一为SO。下列说法不正确的是( )
A.该反应中还原剂是S2O
B.H2O参与该反应,且作氧化剂
C.根据该反应可判断氧化性:Cl2>SO
D.上述反应中,每生成1 mol SO,可脱去2 mol Cl2
答案 B
考点2 氧化还原反应规律
5.已知反应①2BrO+Cl2===Br2+2ClO、②5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl、③ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O,下列物质氧化能力强弱顺序正确的是( )
A.ClO>BrO>IO>Cl2 B.BrO>Cl2>ClO>IO
C.BrO>ClO>Cl2>IO D.Cl2>BrO>ClO>IO
答案 C
6.(2022·浙江6月选考)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
答案 B
解析 该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,硫酸的作用是提供酸性环境,A错误,B正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据Na2S2O3中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,要转移2 mol电子,D错误。
7.(2023·浙江绍兴市高三二模)关于反应2CrI3+21ClO-+10OH-===2CrO+6IO+21Cl-+5H2O,下列说法正确的是( )
A.消耗10 mol OH-,转移6 mol电子
B.在此条件下,氧化性:ClO->IO
C.CrI3既是氧化剂又是还原剂
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为21∶8
答案 B
解析 在反应2CrI3+21ClO-+10OH-===2CrO+6IO+21Cl-+5H2O中,Cr元素化合价从+3价升高为+6价,I元素化合价从-1价升高为+5价,Cl元素化合价从+1价降低为-1价,则CrI3为还原剂,ClO-为氧化剂,CrO、IO为氧化产物,Cl-为还原产物;反应中共转移电子数为42。据分析可知,消耗10 mol OH-,转移42 mol电子,A错误;CrI3是还原剂,C错误;氧化产物和还原产物的物质的量之比为8∶21,D错误。
8.(2021·北京高考)用电石(主要成分为CaC2,含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为:
①CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4
②11PH3+24CuSO4+12H2O===3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓
下列分析不正确的是( )
A.CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2O===Ca(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O===3Ca(OH)2+2PH3↑
B.不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C.反应②中24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D.用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时,H2S、PH3有干扰
答案 C
解析 反应②中Cu元素化合价从+2价降低到+1价,得到1个电子,P元素化合价从-3价升高到+5价,失去8个电子,则24 mol CuSO4完全反应时,可氧化PH3的物质的量是3 mol,C错误。
考点3 氧化还原方程式的配平及相关计算
9.(2023·重庆卷)已知反应:2F2+2NaOH===OF2+2NaF+H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8 L(标准状况)F2,下列叙述错误的是( )
A.转移的电子数为4NA
B.生成的NaF质量为84 g
C.生成的氧化产物分子数为2NA
D.生成的H2O含有孤电子对数为2NA
答案 C
解析 该反应的氧化产物为OF2,消耗44.8 L(标准状况)F2生成1 mol OF2,C错误。
10.(2023·浙江省嘉兴市高三二模)关于反应S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是( )
A.该反应的氧化剂是硝酸钾
B.生成标准状况下2.24 L N2,反应共转移1 mol电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1
D.电负性:O>N>C>K
答案 D
解析 反应S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑中,N和S元素化合价降低,该反应的氧化剂是S和KNO3,A错误;生成标准状况下2.24 L N2,物质的量为0.1 mol,则生成0.3 mol CO2,C元素由0价上升到+4价,转移1.2 mol电子,B错误;反应S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑中,N和S元素化合价降低,C元素化合价上升,CO2为氧化产物,K2S和N2为还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,C错误。
11.(1)用碘滴定法测定葡萄酒中焦亚硫酸钠
(Na2S2O5)残留量时,滴定反应的离子方程式:__________________________________。
(2)已知酸性重铬酸钾溶液能将H2S氧化生成浅黄色沉淀。铬元素被还原为Cr3+,写出其氧化H2S的离子方程式:__________________________________________。
(3)已知FePO4LiFePO4,写出该反应的化学方程式:_______________________
_______________________________________________。
答案 (1)S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+
(2)3H2S+Cr2O+8H+===3S↓+2Cr3++7H2O
(3)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
12.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是( )
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
答案 C
解析 Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键,A错误;①中水中H、O元素的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水中H元素化合价降低,发生还原反应,B错误;Na2O2由Na+和O组成,阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误。
13.(2023·浙江三地市高三4月模拟)关于反应:3ClO-+2Fe3++10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O,下列说法正确的是( )
A.生成1 mol FeO,转移3 mol电子
B.H2O是还原产物
C.Fe3+是氧化剂
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案 A
解析 H、O元素未发生价态变化,因此H2O既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;反应中Fe3+失电子,化合价升高,生成FeO,作还原剂,C错误;氧化产物为FeO,还原产物为Cl-,由反应可知两者物质的量之比为2∶3,D错误。
14.(2023·山东省枣庄市高三二模)碘在地壳中主要以NaIO3形式存在,在海水中主要以I-形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由题图可知氧化性的强弱顺序:Cl2>I2>IO
B.可利用I-与IO在一定条件下反应制备I2
C.途径Ⅲ中若反应1 mol I-,则反应中转移5NA电子
D.在淀粉碘化钾溶液中逐滴滴加氯水,不能观察到溶液变蓝现象
答案 B
解析 碘酸根氧化性强于碘单质,A错误;途径Ⅲ中若1 mol I-反应生成IO,则反应中转移6NA电子,C错误;氯气能将碘离子氧化生成碘单质使淀粉变蓝,D错误。
15.(2022·山东高考)实验室制备KMnO4过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用NaOH作强碱性介质
C.②中K2MnO4只体现氧化性
D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
答案 D
解析 高温下瓷坩埚易被强碱腐蚀,故①中不能用瓷坩埚作反应器,A错误;①中用NaOH作强碱性介质会引入杂质离子,B错误;②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,既体现氧化性又体现还原性,C错误;根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D正确。
16.(2023·辽宁高考信息必刷卷)向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,溶液迅速变黄,稍后产生气体;再加入KSCN溶液,溶液变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅。依据实验现象,下列分析不正确的是( )
A.产生气体的原因是FeSO4将H2O2还原生成了O2
B.溶液先变红后又明显变浅,是由反应速率不同导致的
C.溶液颜色变浅,可能是过量的H2O2氧化了KSCN
D.H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3+的证据是:“溶液迅速变黄”和“溶液变红”
答案 A
17.(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为____________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为____________________;若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是__________________________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的总反应的离子方程式为____________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应I2+I-I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是__________________________________。
答案 (1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I- AgNO3
②FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2IO+5HSO===I2+5SO+3H++H2O
(3)4 防止单质碘析出
解析 (1)①由流程图可知悬浊液中含有AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中。
②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2,若反应物用量比=1.5时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当>1.5,多余的氯气会与生成的单质碘继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。
(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为IO与HSO发生氧化还原反应,生成SO和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:2IO+5HSO===I2+5SO+3H++H2O。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,化学方程式为4KI+2CuSO4===2CuI↓+I2+2K2SO4,若生成1 mol I2,则消耗的KI至少为4 mol;反应中加入过量KI,I-浓度增大,可逆反应I2+I-I平衡右移,增大I2溶解度,可防止单质碘析出。
*本组内选择题有1个或2个选项符合题意。
18.一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案 C
解析 Mn(Ⅲ)浓度先增大后减小,说明Mn(Ⅲ)可以氧化H2C2O4,A错误;Mn(Ⅱ)起催化作用,反应过程中Mn(Ⅱ)浓度增大,则反应速率先增大后减小,B错误;由题图可知Mn(Ⅶ)浓度减小为0时,Mn(Ⅱ)浓度才开始增大,所以该条件下Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅶ)不能大量共存,C正确;草酸为弱酸,不能拆,D错误。
19.已知反应:aFeSO4+bNa2O2===cNa2FeO4+2Na2O+dNa2SO4+eO2↑,a=2。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.氧化性:Na2O2>Na2FeO4
B.Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C.3a=b
D.每生成1 mol Na2FeO4,转移4 mol电子
答案 D
20.纯净物状态下的标准电极电势,可用来比较对应氧化剂的氧化性强弱,现有5组标准电极电势数据如表所示:
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极反应式
标准电极电势(φθ/V)
Fe3+/Fe2+
Fe3++e-Fe2+
0.77
I2/I-
I2+2e-2I-
0.54
Cr2O/Cr3+
Cr2O+6e-+14H+2Cr3++7H2O
1.36
Br2/Br-
Br2(l)+2e-2Br-
1.07
Sn4+/Sn2+
Sn4++2e-Sn2+
0.151
下列分析不正确的是( )
A.氧化性:Cr2O>Br2>Fe3+
B.往淀粉KI溶液中滴加SnCl4溶液,溶液变蓝
C.往含有KSCN的FeI2溶液中滴加少量溴水,溶液变红色
D.少量K2Cr2O7溶液与FeCl2溶液反应的离子方程式为Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
答案 BC
解析 由分析可知Sn4+氧化性小于I2,则KI与SnCl4不能反应生成I2,B错误;I-的还原性大于Fe2+,当加入少量溴水时,溴水先氧化I-,溴水量不足,Fe2+不能被氧化为Fe3+,则滴加KSCN溶液不一定变红,C错误。
21.某科研团队利用缺陷工程(贫氧环境焙烧)制备了含有大量氧缺陷和表面羟基的αFe2O3,该αFe2O3参与如图所示的NOx还原。下列说法正确的是( )
A.αFe2O3为整个过程的催化剂
B.图中总反应可能为4NH3+4NO+O2===4N2+6H2O
C.整个流程含铁元素的物质中,铁的化合价均相同
D.该流程中,溶液的pH越小越好
答案 AB
解析 由题图可以看出,αFe2O3在反应前后无变化,为该过程的催化剂,A正确;该过程反应物为NH3、NO和O2,生成物为N2和H2O,B正确;铁在化合物中的化合价有+2和+3,C错误;溶液的pH越小,溶液中H+浓度越大,催化剂αFe2O3会与溶液中的H+反应,影响催化效果,D错误。
22.(2023·湖北十一校高三第二次联考)某小组探究Ag+、Fe3+能否将I-氧化,甲同学设计了如下实验:
实验现象
A中溶液呈棕黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝
B中产生黄色沉淀,滴加淀粉溶液,未变蓝
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________________,说明氧化性:Fe3+>I2。
(2)乙同学认为:B中溶液滴加淀粉溶液,未变蓝,原因是Ag++I-===AgI↓,于是设计了如下实验:
①盐桥中电解质可以使用________(填“KCl”或“KNO3”)。
②K闭合时,指针向右偏转,“石墨2”作________极,电极反应为________________________。
③当指针归零后,向右侧烧杯中滴加1 mol/L AgNO3溶液或向左侧烧杯中滴加1 mol/L KI溶液,指针均向右偏转,说明Ag+(或I-)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越________(填“强”或“弱”)。
④乙同学查阅资料,已知Ksp(AgI)=1×10-16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)=c(I-)=________ mol/L,溶液中c(Ag+)和c(I-)很小,Ag+氧化性和I-的还原性很弱,二者直接接触,不发生氧化还原反应。
(3)丙同学测得0.1 mol/L AgNO3溶液的pH=6,认为乙同学的实验中也可能是硝酸氧化了I-,请设计实验方案验证丙同学的猜想:____________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)①KNO3 ②正 Ag++e-===Ag
③强 ④1×10-8
(3)向0.1 mol/L KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉KI溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响
解析 (2)①盐桥中电解质可以使用KNO3,若用KCl则其中氯离子会与银离子反应产生沉淀。②当K闭合时,指针向右偏转,说明形成了原电池,向右偏转则说明石墨2作正极,电极反应为Ag++e-===Ag。④根据Ksp(AgI)=1×10-16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)=c(I-)== mol/L=1×10-8 mol/L。
23.科学家通过研究光催化技术处理环境污染物,原理是基于光催化反应过程中的一些自由基对污染物的氧化或还原作用,反应途径通常是·OH攻击或空穴直接攻击。TiO2光催化主要反应历程如图所示,当能量大于TiO2禁带宽度的光照射半导体时,光激发电子跃迁到导带(CB),形成导带电子(e-),同时在价带(VB)留下空穴(h+)。下列有关说法正确的是( )
A.整个反应历程中氧元素化合价未发生变化
B.TiO2没有参与反应
C.由H2O到·OH的反应为h++H2O―→·OH+H+
D.1 mol苯被氧化成CO2时,消耗15 mol·OH
答案 C
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